水下航行對潛水員應(yīng)激反應(yīng)的影響

李 慈，方以群，馬 駿，姚 健，付國舉，顧秀良，唐云翔，孟 淼，陳海庭，繆巍巍

·論著·

水下航行對潛水員應(yīng)激反應(yīng)的影響

李 慈，方以群，馬 駿，姚 健，付國舉，顧秀良，唐云翔，孟 淼，陳海庭，繆巍巍

目的 探討水下航行對潛水員的應(yīng)激和免疫功能的影響。方法 健康男性潛水員5名，在不同航速、不同深度、不同時(shí)間水下航行前后，應(yīng)用美國國家航空航天局任務(wù)負(fù)荷指數(shù)量表評價(jià)其腦力負(fù)荷及緊張程度，應(yīng)用放免法測定訓(xùn)練前后唾液皮質(zhì)醇和分泌型免疫球蛋白A(sIgA)濃度的變化。結(jié)果 5名參試人員的主觀心理負(fù)荷在訓(xùn)練深度增加到20 m時(shí)達(dá)到最高值;唾液皮質(zhì)醇濃度在首次訓(xùn)練和深度增加到20 m時(shí)明顯增高(P＜0.05)，而sIgA水平在各組間未顯示明顯變化(P＞0.05)。結(jié)論 水下航行對潛水員的應(yīng)激作用隨深度增加而明顯增強(qiáng)，反復(fù)訓(xùn)練有助于人員應(yīng)激水平恢復(fù)。

水下航行;應(yīng)激;唾液皮質(zhì)醇;NASA-TLX量表

潛水員在執(zhí)行水下探摸等任務(wù)時(shí)可能需要在水下一定深度航行一段時(shí)間。由于航行速度、方向及航行深度的不斷變化，水下航行對人員的心理生理狀態(tài)產(chǎn)生極大應(yīng)激，從而導(dǎo)致航行人員判斷失誤、發(fā)生事故。目前對水下航行人員的應(yīng)激功能評價(jià)尚鮮見報(bào)道。本研究結(jié)合某所進(jìn)行的水下航行訓(xùn)練，通過檢測參試人員唾液應(yīng)激激素水平和心理量表調(diào)查，從客觀和主觀角度評價(jià)參試人員的應(yīng)激程度。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)對象 成年男性潛水員5名，身體健康;年齡(25.8±8.9)歲，體質(zhì)量(65.8±9.7)kg，潛水工齡(7.0±8.7)年。

1.2 試驗(yàn)方案 5名潛水員依次著干式潛水服，逐個(gè)進(jìn)行水下航行。其中不同速度、不同時(shí)間(5～30 min)以及轉(zhuǎn)彎加減速等訓(xùn)練均在3 m以淺，水下30 min為長時(shí)間航行。潛水員掌握技能后分別進(jìn)行20 m、30 m水下航行，時(shí)間為5～10 min。

1.3 樣本及試劑 采集訓(xùn)練前及每次訓(xùn)練后30min內(nèi)參試人員的唾液，5 438×g(4℃)離心10 min，取上清。采用放射免疫法檢測參試人員唾液中皮質(zhì)醇、分泌型免疫球蛋白A(sIgA)濃度，試劑盒購自北京北方生物工程研究所和北京京原原子高科股份有限公司，檢測儀器為中佳GC1500型放免檢測儀。

1.4 調(diào)查問卷 采用改良的美國國家航空航天局任務(wù)負(fù)荷指數(shù)(National Aeronautics and Space Administration-task load index，NASA-TLX)腦力負(fù)荷自我評價(jià)量表?！禢ASA-TLX量表》是由美國航空航天局開發(fā)的多維腦力負(fù)荷評價(jià)量表［1］，涉及到6個(gè)負(fù)荷因素(維度)，即腦力需求、體力需求、時(shí)間需求、業(yè)績水平、努力程度和受挫程度，并用一條10分制的直線表示，直線分別以低、高字樣示標(biāo)。調(diào)查對象根據(jù)自己所完成任務(wù)的實(shí)際情況，分別在代表各維度的直線上相應(yīng)的位置標(biāo)記，再將6個(gè)維度對總負(fù)荷的貢獻(xiàn)進(jìn)行排序，確定該維度對總腦力負(fù)荷的權(quán)重?？偰X力負(fù)荷值為6個(gè)緯度的加權(quán)平均值，分值越大，表示腦力負(fù)荷越大。同時(shí)緊張程度也用一條10分制的直線表示，標(biāo)記方法同上。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x± s)表示，采用SPSS 13.0版軟件，不同組間采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD法，以雙側(cè)P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 唾液應(yīng)激激素水平在訓(xùn)練前后的改變 與訓(xùn)練前相比，唾液皮質(zhì)醇濃度在不同航速、不同科目訓(xùn)練后明顯增加(P＜0.05)，在航行深度加大時(shí)再次增高(P＜0.01)，并且維持在高位。唾液sIgA水平變化規(guī)律與皮質(zhì)醇基本一致，但由于標(biāo)準(zhǔn)差較大，未顯示統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。見表1。

2.2 潛水員進(jìn)行水下航行訓(xùn)練時(shí)的腦力負(fù)荷及緊張程度的主觀評價(jià) 由NASA-TLX量表結(jié)果可見，參試潛水員認(rèn)為本次水下航行訓(xùn)練中腦力勞動強(qiáng)度稍高于體力勞動強(qiáng)度;對自己的表現(xiàn)及主觀努力程度給予了很高的肯定評價(jià)(均值在6.3～8.5分)，失敗感均較低(均值在2分以下)。個(gè)人緊張程度隨訓(xùn)練次數(shù)增加而降低，緊張程度與航速、轉(zhuǎn)彎、航行時(shí)間等關(guān)系不密切，而與訓(xùn)練深度密切相關(guān)，深度達(dá)到20 m以上，緊張度都在3分以上;并且深度增加，緊張度評分增加。根據(jù)調(diào)查表計(jì)算出的腦力負(fù)荷總分值和緊張強(qiáng)度分值如圖1所示(10分為最高值)。

由圖1可見，腦力負(fù)荷分值在首次訓(xùn)練和增加訓(xùn)練深度(由3 m以淺增加到20 m)后較高;而參訓(xùn)人員的緊張程度隨訓(xùn)練次數(shù)增加而逐漸降低，在增加訓(xùn)練深度時(shí)又迅速增高。

表1 水下航行參訓(xùn)人員唾液中皮質(zhì)醇和sIgA濃度(±s，n=5)

表1 水下航行參訓(xùn)人員唾液中皮質(zhì)醇和sIgA濃度(±s，n=5)

注:與訓(xùn)練前1 d比較aP＜0.05;與訓(xùn)練前30 min比較bP＜0.05，cP＜0.01。sIgA:分泌型免疫球蛋白A

檢測時(shí)間 訓(xùn)練科目訓(xùn)練特征深度(m)時(shí)間(min)皮質(zhì)醇(μg/L) sIgA (mg/L) 6.20±3.01 1 d 4.66±1.48 5.72±3.34訓(xùn)練前30min 4.25±0.75 3.77±1.94訓(xùn)練第1天 不同航速 ＜3 5～10 6.02±1.33 4.48±3.06訓(xùn)練第2天 轉(zhuǎn)彎加減速 ＜3 5～10 5.89±0.79b4.91±3.79訓(xùn)練第3天 長時(shí)間航行 ＜3 30 3.75±1.27 2.56±0.84訓(xùn)練第4天 水下航行 20 5～10 7.61±0.92ac3.77±3.23訓(xùn)練第5天 水下航行 30 5～10 6.91±1.35b訓(xùn)練前

圖1 水下航行參訓(xùn)人員腦力負(fù)荷強(qiáng)度及緊張程度主觀評價(jià)

3 討論

各種應(yīng)激源可通過影響個(gè)體的神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)而導(dǎo)致下丘腦—垂體—腎上腺皮質(zhì)軸功能的激活，通過免疫系統(tǒng)而導(dǎo)致T、B淋巴細(xì)胞中DNA損傷并進(jìn)而導(dǎo)致免疫功能下降，從而引起感染性疾病增多和心身疾病的發(fā)生［2］。皮質(zhì)醇是應(yīng)激誘導(dǎo)的HPA軸產(chǎn)生的主要糖皮質(zhì)激素，由于唾液取樣方便，無創(chuàng)傷性，且唾液皮質(zhì)醇濃度和血液中游離皮質(zhì)醇濃度具有高度相關(guān)性，可以用于代表HPA軸活性，因此，近年來在應(yīng)激研究中多采用唾液皮質(zhì)醇代替血液皮質(zhì)醇進(jìn)行檢測［3］。研究發(fā)現(xiàn)，心理應(yīng)激可造成唾液皮質(zhì)醇濃度上升，sIgA濃度降低［4-5］。

文獻(xiàn)報(bào)道，唾液皮質(zhì)醇濃度可作為應(yīng)激反應(yīng)的重要客觀指標(biāo)［6-7］。本次試驗(yàn)中，參試人員前兩天在淺深度(3 m以淺)進(jìn)行水下航行技能訓(xùn)練，包括不同速度、轉(zhuǎn)彎加減速等，唾液皮質(zhì)醇水平比訓(xùn)練前明顯增高，但這兩天之間沒有明顯差別。在第3天進(jìn)行較長時(shí)間航行后，唾液皮質(zhì)醇濃度反而降低到訓(xùn)練前水平。以上結(jié)果說明，陌生技能造成參試人員一定程度的應(yīng)激，但這種應(yīng)激可通過反復(fù)訓(xùn)練而消除;參試人員在掌握基本技能后，航行時(shí)間長短不能引起應(yīng)激程度變化，即航行時(shí)間不是主要應(yīng)激源。在第4天訓(xùn)練深度提高到20 m后，參訓(xùn)人員唾液皮質(zhì)醇濃度急劇增高，不僅顯著高于訓(xùn)練前，而且也高于第1、2天進(jìn)行基本技能訓(xùn)練時(shí)。在第5天進(jìn)行水下30 m航行后，唾液皮質(zhì)醇濃度與第4天相比略下降，但仍顯著高于訓(xùn)練前，說明水下航行深度是主要應(yīng)激源，反復(fù)訓(xùn)練對其有一定的改善作用，但不能完全消除。

NASA-TLX量表是迄今使用最為廣泛的主觀心理負(fù)荷評估工具之一，不僅使用者接受程度最高，且被試間變異最?。?］。該量表能有效評估主觀心理負(fù)荷，具有較好的信效度，而且優(yōu)于其它一些主觀評估工具。本次試驗(yàn)中，參試人員的主觀心理負(fù)荷均較高，尤其在訓(xùn)練深度增加到20～30 m時(shí)，心理負(fù)荷分值明顯增高，此時(shí)唾液中皮質(zhì)醇濃度也明顯增高，二者變化趨勢大致相同，說明應(yīng)激主要由腦力負(fù)荷增大引起。分析認(rèn)為，水下航行時(shí)需要人員注意力高度集中，并且迅速對各種狀況做出正確的反應(yīng)，這樣的工作負(fù)荷造成人員極大應(yīng)激。而緊張程度主要與航行深度有關(guān)，深度增大，心理緊張度明顯增強(qiáng)，這種緊張可能主要由害怕、擔(dān)心、焦慮、恐懼等心理活動引起。本次訓(xùn)練中唾液sIgA濃度變化不明顯，說明短期水下航行尚未引起機(jī)體免疫功能明顯變化。

綜上所述，水下航行由于高危險(xiǎn)、高復(fù)雜、高技術(shù)性而給航行人員造成較大應(yīng)激，這種應(yīng)激與技能掌握的熟練程度和航行深度密切相關(guān)。反復(fù)訓(xùn)練可使其應(yīng)激程度降低，因此應(yīng)重視積極開展?jié)撍畣T水下航行的常規(guī)訓(xùn)練，以規(guī)避較強(qiáng)應(yīng)激引起的事故高發(fā)。

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Evaluation of stress reaction in divers during underwater navigation

LICi，F(xiàn)ANG Yi-qun，MA Jun，YAO Jian，F(xiàn)U Guo-ju，GU Xiu-liang，TANG Yun-xiang，MENGMiao，CHEN Hai-ting，MIAOWei-wei

(Naval Medical Research Institute，Shanghai200433，China)

Objective To investigate the effects of underwater navigation on the stress reaction and immune function in divers.Methods Brain load and stress reaction of 5 male divers working with different speeds，at different depths and different times both before and after underwater navigation were evaluated by using National Aeronautics and Space Administration-Task Load Index Scale.Changes in the concentrations of salivary cortisol and secretory immunoglobulin A(sIgA)both before and after underwater training were detected by radio-immunoassay.Resu lts The subjective stress load experienced by the 5 divers reached peak value，when they came to the depth of 20 meters.The concentration of salivary cortisol during the firstunderwater training and at the depth of20 m was increased significantly(P＜0.05)，however，no significant changes in the concentration of sIgA could be noted between different groups(P＞0.05).Conc lusion Stress reaction experienced by divers during underwater navigation increased with the increase in depth，but repeated training was beneficial to the recovery of stress reaction.

Underwater navigation;Stress reaction;Salivary cortisol;NASA-Task Load Index

R842

A

10.3969/j.issn.1009-0754.2014.05.001

2013-08-29)

(本文編輯:林永麗)

海軍裝備部科研課題(09A101);海軍后勤部科研課題(AHJ10L001)

200433 上海，海軍醫(yī)學(xué)研究所(李慈、方以群、馬駿、姚健、付國舉、顧秀良、孟淼、陳海庭、繆巍巍);第二軍醫(yī)大學(xué)(唐云翔)

方以群，電子信箱:yqfang126@gmail.com